基于微分律的机车单元制动器自适应鲁棒控制

针对机车单元制动器制动时闸瓦位置控制中存在的时变扰动等非线性因素,结合Lyapunov稳定性理论,构造基于super-twisting观测器和微分控制律的自适应鲁棒控制器,并对其应用效果进行研究。设计super-twisting观测器对轮瓦间因挤压产生的时变扰动进行估计并对估计误差自适应模糊逼近以削弱时变扰动;引入微分控制律并通过求解微分方程确定控制器中的鲁棒项。理论分析及仿真结果表明,系统各状态变量闭环输出有界,跟踪误差及滑模面导数一致有界并收敛于0,滑模面常值收敛。系统输出能够快速、稳定且精确跟踪输入,并对外部时变扰动具有较强的鲁棒性。     

无人机鲁棒反推自适应编队导引控制设计

针对一般不确定系统研究了一种鲁棒反推自适应控制方法,采用自适应神经网络对未建模动态进行补偿,并利用Lyapunov 理论证明了跟踪误差的有界性. 分析了长机–僚机编队方式下的无人机编队导引控制策略,采用鲁棒反推自适应控制与动态逆方法对无人机编队飞行综合导引控制律进行设计. 进行了六自由度非线性仿真,表明所设计的编队导引控制器能使僚机对不确定机动的长机进行跟踪,并具有很好的鲁棒性.     

一类非线性不确定时滞系统基于观测器的鲁棒稳定

研究了一类具有非线性不确定性时带系统的基于状态观测器的鲁棒稳定控制器的设计问题。在非线性不确定函数增益有界的假设条件下,对所构造的增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,证明了其鲁棒稳定的一个充分条件, 给出了通过求解两个代数RicCatl方程的状态观测器和鲁棒稳定控制器的设计方法, 结果是对线性不确定时滞系统相应结果的一种推广。最后做了具体算例。     

非线性系统的鲁棒自适应模糊轨迹线性化控制

针对一类非线性多输入多输出不确定系统,基于小增益理论提出了鲁棒自适应模糊轨迹线性化控制方法。利用T-S模糊系统逼近未知干扰和不确定性因素,采用Lyapunov方法及小增益理论证明了闭环系统所有信号一致最终有界。该算法自适应律的学习参数仅有1个,便于工程实现。最后利用本文提出的控制方案设计了空天飞行器飞行控制系统,仿真结果表明了控制方案有效性和鲁棒性。     

一类含变时滞扰动非线性系统的自适应鲁棒镇定

研究了一类含匹配变时滞状态扰动非线性系统的鲁棒自适应镇定问题.假定变时滞状态扰动的上界是未知的,且满足线性增长条件.基于Lyapunov稳定性理论和Lyapunov Krasovskii型泛函,设计了一种鲁棒自适应状态反馈控制器,并证明了此控制器使得闭环系统一致最终有界,且系统的状态将一致渐近趋于0.最后给出一个仿真例子说明结论的有效性.     

一类非线性不确定时滞系统的鲁棒H_∞控制

针对一类具有非线性不确定性的时滞系统,研究了系统的鲁棒H∞状态反馈控制器设计.假设非线性项是范数有界的,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法,给出了系统H∞鲁棒镇定的充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到鲁棒H∞控制器,使得闭环系统对于所有的不确定项满足鲁棒H∞性能,给出算例说明算法的有效性.     

广义离散不确定线性系统的输出反馈鲁棒镇定: 矩阵不等式方法

研究一类具有范数有界参数不确定性广义离散线性系统的鲁棒镇定问题.基于矩阵不等式,导出广义离散不确定线性系统可由静态输出反馈鲁棒镇定的一个充分条件,并利用矩阵不等式的解给出控制器的设计方法.此外指出静态输出反馈鲁棒镇定方法可应用于动态输出反馈鲁棒镇定问题.     

基于观测器的广义时滞系统鲁棒H∞控制器设计

研究基于观测器的广义时滞系统鲁棒H∞控制器的设计问题.不确定性假设是时变非线性的但范数有界.首先,用带有广义约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出所设计的控制器使得闭环广义时滞系统容许且传递函数H∞范数有界的充分条件;其次,通过广义时滞系统的受限等价变换,去掉广义约束,转化为线性矩阵不等式的可解性问题,并通过线性矩阵不等式的解,给出了系统基于观测器的鲁棒H∞控制律的参数化表示.     

超机动飞行的鲁棒自适应神经网络动态面控制

针对超机动飞行过程中气动参数变化剧烈、控制精度高的特点,提出了一种基于神经网络的鲁棒自适应动态面控制方法。模型不确定性和外界干扰由RBF神经网络在线补偿,控制律由动态面控制方法得到,降低了反推控制器的复杂性,改进的神经网络权值调整自适应率改善了系统的过渡过程品质。利用Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号有界,系统跟踪误差和神经网络权值估计误差指数收敛到有界紧集内。对所研究的飞行控制系统进行了herbst机动仿真,结果验证了该系统在过失速机动条件下具有良好的控制性能。     

状态和输入受约束的非仿射不确定系统鲁棒自适应控制

针对状态和输入均受约束的非仿射不确定系统,提出了一种通用鲁棒自适应反演控制方案.结合系统状态和输入受约束的特性,利用中值定理将非仿射系统转化为具有线性结构的时变系统以获取时变不确定参数的变化区间;基于非线性映射技术将约束量映射至整个实数空间来处理系统的状态受约束问题,以保证状态始终在约束区间内变化.在此基础上,利用参数自适应投影技术对有界不确定时变参数和外界扰动进行在线估计,参数估计误差采用鲁棒反馈控制技术进行补偿;同时采用双曲正切函数和Nussbaum增益技术处理系统输入受约束的问题和可能存在的控制器奇异值问题,结合反步法设计了控制器.最后,根据解耦反推法,基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统所有信号半全局最终一致有界.仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性.     

不确定离散广义时滞系统的鲁棒H2控制

基于线性矩阵不等式法讨论了不确定离散广义时滞系统的鲁棒H2控制问题.目的是设计一个可容许的状态反馈控制律,对系统所有容许的不确定参数,使得闭环系统是容许的且满足所要求H2性能,即闭环系统的H2范数小于一个给定的正数γ.在分析的基础上,给出了该问题可解的一个矩阵不等式的充分条件及控制器的一个代数表达式.     

不确定系统的鲁棒容错H∞控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的鲁棒容错H∞控制问题.利用LMI给出了对任意执行器故障均保持渐近稳定且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充要条件,进一步给出鲁棒容错最优H∞控制器的优化设计算法.采用所设计的状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且满足给定的干扰衰减性能指标.     

控制Lyapunov函数在自适应控制中的应用

研究了一类带有未知参数的非线性系统的自适应稳定问题,利用控制Lyapunov函数方法设计出一种自适应控制器.该控制器对系统的参数和状态的不确定性具有鲁棒性,并且能保证系统自适应稳定.     

一类不确定线性时滞系统的H∞控制

基于稳定性理论,利用Lyapunov泛函和线性矩阵不等式处理方法,结合自由权矩阵思想,研究了一类多个范数有界不确定的线性时滞系统的H∞控制问题,给出系统具有H∞性能的一个线性矩阵不等式条件．所设计的控制器对于系统所允许的参数不确定性和时滞,能保证闭环系统渐近稳定且具有理想的性能指标．     

单级倒立摆迭代非线性滑模位移控制

针对倒立摆的位移控制,提出一种非线性滑模变结构控制方法.通过对系统输出的递归分解迭代设计,构成了扩展状态空间上的复杂非线性滑模,结合增量反馈控制,无需对系统不确定性的估计,可以稳定摆的倒立并将小车驱动到任意的距离.非线性滑模分解迭代方法结构简单、易于实现,设计过程的物理意义明显,利于参数整定保证控制系统稳定性以及分析输出特性.仿真结果表明,小车位移稳定时间、最大移动速度以及位移过程中摆角最大幅度均可通过设计参数调节,且控制器对倒立摆系统参数变化不敏感、具有强鲁棒性和良好的控制品质.     

奇异系统时滞依赖的非脆弱鲁棒H_∞控制

讨论了不确定时变时滞奇异系统的H_∞控制问题,同时考虑到对象和控制器本身的确定性,选取了适当的Lyapunov函数,给出了不确定时变时滞奇异系统存在时滞依赖鲁棒H_∞控制器的充分条件.基于线性矩阵不等式的设计方法,数值算例进一步验证了方法的有效性.     

二维系统的非脆H_∞控制

研究了二维(2-D)系统的非脆H∞控制.研究的对象线性离散2-D系统是由2-D状态空间Roessor模型描述的.所设计的状态反馈控制器的状态反馈增益带有范数有界的不确定性.当状态反馈增益的不确定性为加性不确定性时,该控制器使得所得到的闭环系统对于此类不确定性基于线性矩阵不等式方法是非脆稳定的.而H∞性能始终小于指定的数γ.     

含有输入动特性不确定飞控系统的自适应滑模控制

针对含有执行器动特性和严重不确定性的非线性飞控系统,提出一种非线性自适应滑模控制器. 该控制方案的主要特征是对系统不确定性没有匹配条件的限制. 控制器由两部分组成：一部分根据称为标称模型的已知非线性模型进行控制器设计,另一部分根据建模误差的估计参数设计自适应滑模控制器. 对某飞机的非线性6自由度未解耦模型进行仿真,验证了该方法对系统不确定性具有较强的鲁棒性,对期望输出有良好的跟踪精度.     

一类多变时滞不确定系统的自适应鲁棒镇定

研究一类多变时滞不确定系统的鲁棒自适应镇定问题,假定时滞不确定性满足不匹配条件且上界值是未知的。结合线性矩阵不等式和Lyapunov-Krasovskii型泛函设计出了一种无记忆自适应状态反馈控制器,并证明此控制器使得闭环系统最终一致有界;仿真例子说明了结论的有效性。